PLC 在电磁感应加热造纸烘缸中的应用

　　0 引言

　　目前在造纸行业中，国内外大小厂家广泛采用的仍然是传统的油加热和蒸汽加热造
纸烘缸。在多年的生产过程中，传统造纸烘缸设备暴露出诸多的不足：能源利用率低、设
备投资大、污染环境、生产事故频发等。随着近些年国际上能源紧缺现象的加剧以及人们环
保意识的增强，各个工业部门都在不断改造老旧的设备，开发节能高效的新型设备。作为
造纸生产线中的耗能大户，加热烘缸的改造，需要从根本上改变由热油和过热蒸汽作为
加热介质的加热方式，寻找一种简单方便又无污染的替代方案。

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　　 感应加热 是一种合适的加热方式，具有热效率高、加热均匀、安全等特点，在钢铁

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冶炼、汽车制造等行业已有成功应用。本文将 感应加热 应用到造纸烘缸设备的开发中，
设计了一个小型试验纸机中频感应烘缸，并利用 SIEMENS S7-200 系列 PLC 产品，开发
了一套成本低、控制精确、操作方便的控制系统。经过调试运行，电磁感应烘缸完全可以满
足原有生产工艺的要求，运行稳定，节能效果明显，可以作为传统烘缸的替代产品，有
广阔的市场前景。

　　1 感应加热电源

　　1．1 感应加热电源原理

　　开发感应加热电磁烘缸，关键是开发稳定可靠的感应加热电源系统。目前各个领域投
入使用的感应加热电源，主要结构大致相同，都是由如下的几部分组成：

　　(1)整流变换电路(AC-DC)；

　　(2)逆变电路(DC-AC)；

　　(3)谐振负载电路；

　　(4)电源保护及控制电路。

　　感应加热电源的原理图如图 1 所示。其中，整流变换电路将 50 Hz 工频市电转换为直

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流电；根据整流得到的直流电压大小是否可变，整流电路可以分为 可控整流 和 不可控

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整流 ，其中 不可控整流 只需要采用大功率二极管作为整流元件即可，电路结构简单，
可有效降低设备成本；整流后的直流电再经过逆变电路，变换成大小和方向都随时间变
化的交流电，其频率和幅值可以通过逆变电路控制；按要求得到的交变电流加载到谐振
负载电路上，在负载线圈上产生交变的磁场，从而在置于交变磁场中的金属器件表面产

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生涡流，完成能量的传递，达到加热金属器件的目的； 保护控制电路 起保护作用以及
调节加热功率的大小。